《发光二极管工厂设计规范+GB+51209-2016》详细解读

《发光二极管工厂设计规范GB51209-2016》详细解读目录1总则2术语3基本规定4工艺5总图6建筑目录7结构8动力及气体工程9供暖、通风、空气调节与净化10给水排水11电气12防静电13空间管理目录附录A发光二极管典型生产环境要求附录B发光二极管生产工艺动力品质要求附录C发光二极管生产的典型工艺流程本规范用词说明引用标准名录011总则确保发光二极管工厂建设符合国家和行业标准，提高产品质量和生产效率。降低生产成本，提高企业经济效益和市场竞争力。推动发光二极管行业的可持续发展，促进节能减排和环保。1.1设计目的和意义根据生产需求和环保要求，合理选择工厂地址，规划生产区域、仓储区域、办公区域等。工厂选址与布局确定发光二极管生产工艺流程，选择适当的生产设备，确保产品质量和生产效率。生产工艺与设备设计供电、供水、排水、通风、空调等配套设施，满足生产需求。配套设施制定环保措施和安全生产规范，确保工厂生产符合环保要求和安全生产标准。环保与安全1.2设计范围和内容遵循国家和行业标准，确保设计方案的合规性。提高自动化水平，减少人工干预，提高生产效率和产品质量。注重节能减排和环保，采用环保材料和工艺，降低能耗和废弃物排放。确保安全生产，制定严格的安全管理制度和操作规程。1.3设计原则和要求03遵循国家相关法律法规和政策要求，确保设计方案的合法性和可行性。01依据《发光二极管(LED)显示屏用发光二极管规范》等国家和行业标准进行设计。02参照国内外先进的发光二极管工厂设计理念和经验，结合实际情况进行创新设计。1.4设计依据和标准022术语定义发光二极管是一种半导体器件，能够将电能转化为光能，具有高效、节能、环保等特点。分类根据发光颜色、亮度、尺寸等参数，发光二极管可分为不同类型，如高亮LED、普通LED、红外LED等。2.1发光二极管（LED）LED显示屏是由多个发光二极管组成的平板显示器件，可显示文字、图像、视频等信息。根据像素点间距、显示面积、应用场合等，LED显示屏可分为多种类型，如户外广告屏、室内租赁屏、异形屏等。定义分类2.2LED显示屏工厂设计是指对工厂建设过程中的规划、布局、设备选型、工艺流程等方面进行综合考虑和安排，以达到生产效益最大化的目的。定义工厂设计包括总图设计、工艺设计、建筑设计、给排水设计、电气设计等多个方面。其中，对于发光二极管工厂而言，还需要特别考虑生产环境的洁净度、防静电措施等要求。内容2.3工厂设计行业标准是指由国家或行业组织制定的，对某一行业或领域内的产品、技术、管理等方面所做的统一规定和要求。定义行业标准对于规范市场秩序、提高产品质量、促进行业发展具有重要意义。在发光二极管行业中，相关的行业标准包括《发光二极管(LED)显示屏用发光二极管规范》等，这些标准对LED产品的性能、测试方法、标志等方面做出了明确规定。作用2.4行业标准033基本规定提高生产效率和质量工厂设计应优化生产流程，提高自动化水平，降低生产成本，提高产品质量和一致性。适应市场和技术发展工厂设计应具有一定的灵活性和可扩展性，以适应市场变化和技术发展。确保生产安全、环保和节能工厂设计应遵循安全生产、环境保护和节能减排的原则，确保员工安全和健康，同时降低对环境的影响。3.1设计原则选址与总平面布置工厂应选址在交通便利、资源充足、环境适宜的地区，并合理规划总平面布置，确保生产流程顺畅。生产工艺与设备工厂应采用先进的生产工艺和设备，确保产品质量和生产效率。配套设施工厂应配备完善的供电、供水、排水、通风、照明等配套设施，确保生产正常运行。3.2设计要求工厂设计应符合国家和地方安全生产法规和标准，确保员工安全和健康。安全生产工厂应采取有效的环保措施，减少废气、废水、噪声等污染物的排放，确保符合国家和地方环保法规和标准。环境保护3.3安全生产与环境保护3.4节能与资源利用节能设计工厂应采用节能型设备、材料和工艺，降低生产能耗。资源利用工厂应合理利用资源，提高资源利用效率，减少浪费。例如，废水处理后可循环使用，废弃物可进行回收再利用等。044工艺工艺设计应符合国家现行有关标准、规范及发光二极管工厂的实际情况。工艺设计应满足产品生产纲领的要求，并应贯彻少、无切削加工的工艺原则。工艺设计应采用先进、适用、经济、合理的技术和设备，提高生产效率和产品质量。工艺设计应考虑节能、环保、安全、卫生等方面的要求。010203044.1一般规定0102044.2基本工序与生产协作发光二极管生产的基本工序包括芯片制备、封装测试等。各基本工序之间应相互协调，确保生产流程的顺畅进行。工厂应建立生产协作机制，加强各工序之间的沟通与协作，提高生产效率。工厂应注重生产现场的管理，保持现场整洁、有序，确保生产安全。03工艺区划应根据生产流程和产品特点进行合理布局。工艺区域内应设置相应的生产设备和辅助设施，满足生产需要。工厂应划分为不同的工艺区域，如芯片制备区、封装测试区等，各区域之间应有明确的界限和标识。工艺区划应考虑未来生产扩展的可能性，预留一定的扩展空间。4.3工艺区划设备布置应符合工艺流程的要求，方便操作和维护。设备布置应考虑设备的功能、性能、精度等因素，确保产品质量和生产效率。4.4设备布置设备之间应保持适当的距离，确保安全操作和维修空间。工厂应注重设备的维护和保养，建立设备档案和维修记录，确保设备的正常运行。055总图厂址应选择在地质条件稳定、承载力满足要求的地段，避免地震、滑坡等地质灾害的影响。地质条件考虑当地的气候条件，特别是风向、风速、温度、湿度等因素对发光二极管生产的影响。气候条件厂址应靠近交通干线、水源、电源等基础设施，方便原材料和产品的运输，以及生产生活的需要。基础设施厂址应远离污染源和噪声源，保证生产环境的洁净和安静。环境要求5.1厂址选择功能分区交通组织绿化景观管线综合5.2总平面布置01020304根据生产工艺流程，合理划分生产区、辅助生产区、行政办公区、生活区等功能区域。设置合理的道路系统和交通组织，实现人车分流，确保交通安全和畅通。结合厂区环境和生产工艺要求，进行绿化景观设计，创造宜人的工作环境。统筹考虑各种管线的走向和布置，避免相互干扰和交叉，确保生产安全和效率。066建筑ABCD6.1一般规定厂房应根据生产特点、生产环境及生产性质确定建筑形式，并应具有合理的空间布局。建筑设计应符合国家现行有关标准、规范的规定，并满足生产工艺的要求。建筑设计应考虑到节能、环保和可持续发展等方面的要求。厂房的耐火等级、安全疏散和消防设施应符合国家现行有关标准的规定。厂房的防火设计应符合国家现行有关防火规范的规定，并应根据生产性质、火灾危险性等因素确定防火分区、防火间距和消防通道。厂房内应设置室内外消防给水系统，并应配备相应的消防器材和设施。厂房的安全出口和疏散通道应设置明显标志，并保持畅通无阻。建筑设计应考虑到人员安全疏散的要求，并应根据生产特点、人员密度等因素确定疏散距离、疏散时间和疏散方式。同时，应设置应急照明和疏散指示标志，以便在紧急情况下引导人员安全疏散。6.2防火及安全疏散077结构010203结构设计应符合国家现行有关标准、规范的规定，确保安全可靠、经济合理、技术先进、方便施工。结构设计应满足发光二极管显示屏的生产工艺和使用功能要求，并考虑安装、维护、检修的方便。结构材料的选择应符合环保要求，并考虑材料的可回收性和再利用性。7.1一般规定7.2结构设计01发光二极管显示屏的结构设计应根据显示屏的尺寸、重量、安装方式等因素进行综合考虑，确保结构的稳定性和安全性。02结构设计应考虑风载、地震、温度等外部因素的影响，采取相应的加强措施。03对于大型或特殊形状的发光二极管显示屏，应进行专门的结构设计和分析，确保结构的合理性和可靠性。04结构设计应考虑便于运输和安装，尽可能减少现场安装工作量。088动力及气体工程根据工厂生产需求和环境条件，选择合适的冷热源，如电制冷机组、锅炉、热泵等。冷热源选择冷热源配置冷热源控制系统确保冷热源的容量和配置满足生产需求，同时考虑能源利用效率和环保要求。采用先进的控制系统，实现冷热源的自动调节和优化运行，提高能源利用效率。0302018.1冷热源根据生产工艺需求，确定所需的大宗气体种类，如氮气、氧气、氩气等。大宗气体种类选择合适的气体供应方式，如管道输送、液态储存等，确保气体供应的稳定性和可靠性。气体供应方式根据生产工艺对气体纯度的要求，选择合适的气体纯化设备和技术，确保气体质量符合要求。气体纯度要求8.2大宗气体供应特种气体种类根据生产工艺需求，确定所需的特种气体种类，如硅烷、磷烷等。特种气体储存和输送采用专用的储存设备和输送管道，确保特种气体的安全储存和稳定输送。特种气体使用安全制定严格的特种气体使用安全规范，确保员工在使用过程中的安全。8.3特种气体供应03动力气体消耗监测安装气体消耗监测装置，实时监测动力气体的消耗情况，为节能降耗提供依据。01动力气体种类根据生产设备需求，确定所需的动力气体种类，如压缩空气、真空等。02动力气体供应系统设计合理的动力气体供应系统，包括压缩机、真空泵、储气罐等设备，确保动力气体的稳定供应。8.4动力气体供应099供暖、通风、空气调节与净化应根据工厂的规模、生产特点、气候条件、能源状况及环保要求，合理选择供暖、通风、空气调节与净化方案。供暖、通风、空气调节与净化系统应便于维修、管理和节能。供暖、通风、空气调节与净化系统的设计应符合国家现行有关标准、规范的规定，并应满足生产工艺和卫生要求。9.1一般规定供暖系统的设计应满足工厂冬季生产和生活用热的要求，并应考虑热媒的经济性、安全性和环保性。通风系统的设计应根据生产工艺要求和有害物性质，合理选择通风方式，确保工作区空气中有害物浓度不超过国家卫生标准。废气处理装置的选择应根据废气性质、处理效率和排放标准等因素综合考虑，并应满足环保要求。9.2供暖、通风与废气处理空气调节系统的设计应根据生产工艺对空气温度、湿度、洁净度及气流速度的要求进行。空气净化处理应采用初效、中效、高效过滤器三级过滤，确保洁净室内空气质量满足生产工艺要求。空气调节系统的新风口应设置在空气清洁区，并应采取防雨、防虫等措施。9.3空气调节与净化工厂内的防烟、排烟系统的设计应符合国家现行有关防火规范的规定。散发有害物、易燃易爆物质的生产厂房应设置事故排风系统，并应与送风系统相互独立。排烟口的位置应根据有害物性质、危害程度及室外风向等因素综合考虑确定。9.4防排烟1010给水排水123给水排水设计应符合国家现行有关标准、规范的规定。给水排水设施应满足生产、生活和消防等需求，并应确保安全、卫生和节约用水。给水排水管道应合理布置，便于安装、检修和维护。10.1一般规定生活给水系统应提供符合卫生标准的饮用水，并应满足生产、生活用水的水量、水压和水质要求。排水系统应实行清污分流，污水和废水应分类收集和处理。雨水排水系统应设计合理，确保厂区排水畅通。10.2一般给水排水

10.3纯水纯水制备系统应满足生产工艺对水质的要求，并应采用成熟可靠的技术和设备。纯水制备过程中产生的废水应妥善处理，达到国家排放标准后方可排放。纯水管道应选用不污染水质的管材和管件，并应采取防止二次污染的措施。工艺冷却循环水系统应满足生产工艺对冷却水的水量、水温和水质要求。冷却塔应选用效率高、噪声低、飘水少的产品，并应采取防止军团菌等微生物滋生的措施。循环水管道应采取防腐、防垢和防微生物滋生的措施，确保水质稳定和系统正常运行。10.4工艺冷却循环水废水处理过程中产生的污泥、废气等应妥善处理，避免二次污染。废水处理设施应设置自动控制系统和在线监测仪表，确保处理效果稳定可靠。废水处理设施应根据废水的水质、水量和处理要求进行设计，并应采用成熟可靠的处理工艺和设备。10.5废水处理消防给水系统应满足消防用水的水量、水压和水质要求，并应设置可靠的消防水源和消防设施。消防排水系统应设计合理，确保在火灾发生时能够及时排水，防止火势蔓延。消防给水管道和消防设施应采取防腐、防锈等措施，确保在紧急情况下能够正常使用。10.6消防1111电气供配电系统发光二极管工厂应建立稳定可靠的供配电系统，确保生产设备的正常运行。系统应包括高压配电、低压配电、应急电源等设备，并满足相关安全标准。照明设计工厂照明应满足生产需要，同时考虑节能和环保。照明灯具应选用高效、长寿命的LED灯具，并合理布置，确保照度均匀、无眩光。11.1供配电与照明工厂应建立完善的防雷系统，包括直击雷防护、雷电波侵入防护等措施。防雷设施应定期检查和维护，确保其有效性。工厂应建立可靠的接地系统，确保电气设备和人员的安全。接地电阻应符合相关标准，接地设施应定期检查和维护。防雷系统接地系统11.2防雷与接地发光二极管工厂应采用自动化控制系统，实现生产过程的自动化、智能化。系统应包括生产设备监控、数据采集与分析、故障报警等功能。自动化控制系统应具备安全防护功能，防止未经授权的访问和操作。同时，系统应具备数据备份和恢复功能，确保数据安全。11.3自控控制系统安全自动化控制系统通信网络工厂应建立稳定可靠的通信网络，满足生产设备、管理系统等之间的通信需求。通信网络应具备高速、低延迟、高可靠性等特点。通信协议工厂内各系统之间应采用统一的通信协议，确保数据传输的一致性和准确性。同时，通信协议应具备可扩展性和可升级性，以适应未来技术的发展。11.4通信电气安全01工厂应确保电气设备的安全运行，防止触电、短路等事故的发生。电气设备应符合相关安全标准，并定期进行检查和维护。防火防爆02工厂应采取有效的防火防爆措施，确保生产安全。易燃易爆物品应妥善存放和管理，并配备相应的消防设施和器材。安全防护设施03工厂应设置完善的安全防护设施，如安全门、安全警示标识、紧急停车按钮等，确保人员的安全。同时，应定期对安全防护设施进行检查和维护，确保其有效性。11.5安全防护1212防静电防静电设计应遵循国家和行业标准，确保产品质量和安全生产。工厂应设立防静电工作区，明确防静电要求和操作规范。工作人员需接受防静电知识培训，了解静电对LED产品的危害及预防措施。12.1一般规定01电烙铁需要采用防静电型，使用前也需要进行防静电处理。元器件存储和放置应使用防静电容器和防静电袋，避免静电损伤。工作人员需穿戴防静电服、防静电手环、防静电鞋等防静电装备，确保操作过程中的防静电效果。使用防静电系统和防静电工作台面，对所有元器件都视作静电敏感器件处理。02030412.2防静电措施01工厂防静电系统应有独立可靠的接地装置，确保接地电阻符合规范要求。02防静电工作台面、防静电容器、电烙铁等防静电设备均应与接地装置可靠连接。03工作人员在操作前应检查防静电装备和接地装置是否完好有效，确保防静电措施得到有效执行。04定期对防静电系统和接地装置进行检测和维护，确保其持续有效运行。12.3防静电接地1313空间管理13.1一般规定工厂内部空间应满足设备安置、人员操作、物料存储及运输等需求。遵循安全、环保、节能等原则，确保空间利用的可持续性。空间规划需符合生产工艺流程，确保生产区域的合理布局。根据生产环境要求，合理规划洁净区、防尘区、防静电区等特殊区域。0203040113.2管线布置管线布置应符合国家相关标准和规范，确保安全、可靠。根据生产设备布局，合理规划管线走向，避免交叉、干扰。管线应设置明显的标识，便于识别和维护。对于易燃、易爆、有毒等危险介质管道，应采取特殊防护措施。14附录A发光二极管典型生产环境要求为了确保发光二极管生产过程中的空气洁净度，工厂应设立相应的空气净化系统，达到特定的空气净化等级。这有助于减少空气中的尘埃、微生物等污染物对产品质量的影响。空气净化等级应根据生产工序和产品要求来确定，一般可分为百级、千级、万级等不同等级。在关键生产区域，如芯片制造、封装测试等环节，应达到更高的空气净化等级。空气净化等级0102温湿度控制温湿度控制有助于减少产品的不良率，提高生产效率和产品质量。同时，也有利于保障员工的舒适度和健康。发光二极管生产过程中对温湿度的要求较为严格。工厂应设立恒温恒湿系统，确保生产环境的温度和湿度稳定在适宜的范围内。光照条件发光二极管生产过程中的光照条件对产品质量和员工视力保护至关重要。工厂应提供适宜的光照强度和光照均匀性，避免产生眩光和阴影。光照条件应根据生产工序和产品要求来调整，以确保员工能够清晰地观察产品细节和操作过程。发光二极管属于静电敏感器件，因此在生产过程中应采取有效的防静电措施。工厂应铺设防静电地板、穿戴防静电服装和鞋帽等，以减少静电对产品的损害。此外，工厂还应定期对防静电设施进行检测和维护，确保其处于良好的工作状态。防静电措施15附录B发光二极管生产工艺动力品质要求03供电连续性工厂应配备备用电源或发电设备，以确保在突发停电情况下，生产线能够迅速恢复运行。01电压稳定性发光二极管生产过程中，电压波动应控制在±5%范围内，以确保设备正常运行和产品质量。02频率稳定性电力供应频率应保持稳定，避免因频率波动导致设备工作异常。动力供应稳定性空气洁净度生产车间内应保持良好的空气洁净度，避免灰尘、纤维等污染物进入产品，影响发光效果。温湿度控制生产环境应严格控制温度和湿度，以确保产品在生产过程中的稳定性和一致性。静电防护工厂应采取有效的静电防护措施，避免静电对发光二极管造成损坏。动力环境洁净度工厂应定期对动力设备进行检查，确保其处于良好状态。定期检查根据设备使用情况和厂家建议，工厂应制定预防性维护计划，延长设备使用寿命。预防性维护当设备出现故障时，工厂应迅速响应并安排专业人员进行维修，确保生产线尽快恢复正常运行。维修响应动力设备维护保养16附录C发光二极管生产的典型工艺流程选择合适衬底根据发光二极管所需材料体系，选择相应衬底材料，如蓝宝石、硅、碳化硅等。气相外延生长采用金属有机化合物气相沉积（MOCVD）等方法，在衬底上生长出所需的外延层，形成发光二极管的结构。外延片生长123对外延片进行清洗，去除表面杂质和污染，然后通过光刻工艺将芯片图形转移到外延片上。清洗与光刻采用干法或湿法刻蚀技术，将不需要的材料去除，形成芯片结构。然后进行剥离工艺，去除光刻胶等辅助材料。刻蚀与剥离在芯片表面制作电极，以便后续封装时进行电气连接。电极制作芯片制备引线键合使用金线或铝线将芯片电极与支架或基板上的引线进行键合，实现电气连接。封装胶体在芯片周围灌注封装胶体，保护芯片并起到聚光作用。常用的封装胶体有环氧树脂、硅胶等。固晶将芯片固定在支架或基板上，通常使用银胶或共晶焊接等方法。芯片封装对封装好的发光二极管进行光电性能测试，包括亮度、色温、色坐标、光衰等